FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ
MADENCĐLĐK FAALĐYETLERĐNĐN
ÇEVRESEL ETKĐLERĐNĐN VE DOĞA ONARIM
ÇALIŞMALARININ COĞRAFĐ BĐLGĐ SĐSTEMĐ
(CBS) ĐLE BELĐRLENMESĐ VE MODELLENMESĐ
Görkem ERTUĞRUL
Eylül, 2010 ĐZMĐR
MADENCĐLĐK FAALĐYETLERĐNĐN
ÇEVRESEL ETKĐLERĐNĐN VE DOĞA ONARIM
ÇALIŞMALARININ COĞRAFĐ BĐLGĐ SĐSTEMĐ
(CBS) ĐLE BELĐRLENMESĐ VE MODELLENMESĐ
Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Yüksek Lisans Tezi
Maden Mühendisliği Bölümü, Maden Đşletme Anabilim Dalı
Görkem ERTUĞRUL
Eylül, 2010 ĐZMĐR
GÖRKEM ERTUĞRUL, tarafından PROF. DR. HALĐL KÖSE yönetiminde
hazırlanan “MADENCĐLĐK FAALĐYETLERĐNĐN ÇEVRESEL ETKĐLERĐNĐN
VE DOĞA ONARIM ÇALIŞMALARININ COĞRAFĐ BĐLGĐ SĐSTEMĐ (CBS) ĐLE BELĐRLENMESĐ VE MODELLENMESĐ” başlıklı tez tarafımızdan
okunmuş, kapsamı ve niteliği açısından bir Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiştir.
PROF. DR. Halil KÖSE
Danışman
PROF. DR. Vahap TECĐM YRD. DOÇ. DR. A. H. DELĐORMANLI
Jüri Üyesi Jüri Üyesi
Prof. Dr. Mustafa SABUNCU Müdür
Fen Bilimleri Enstitüsü
TEŞEKKÜRLER
Tez çalışmalarım sırasında başta maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen eşsiz ve değerli Aileme sonsuz teşekkürlerimi sunarım
Çalışmalarıma destek veren bilgi ve deneyimlerini esirgemeyen, çalışmalarım sırasında her türlü imkanı sağlayan değerli hocam Sayın Prof. Dr. Halil KÖSE’ye sonsuz teşekkürlerimi sunarım
Çalışmalarımda beni yönlendiren ve motive eden Sayın Yrd. Doç. Dr. A. Hamdi DELĐORMALI hocama teşekkür ederim
Tez çalışmalarımı yaptığım süre boyunca bilgi paylaşımını esirgemeyen Sayın Araş. Gör. Mehmet V. ÖZDOĞAN teşekkür etmeyi bir borç bilirim.
Maden mühendisliği bölümü ve fen bilimleri enstitüsü çalışan değerli diğer bütün öğretim üyelerin ve çalışan personele teşekkürlerimi iletirim.
Görkem ERTUĞRUL
BELĐRLENMESĐ VE MODELLENMESĐ ÖZ
Madencilik sırasında ve sonrasında oluşan çevre sorunları incelenmesi ve çözümleri hem hukuksal açıdan hem de habitatta oluşturulacağı zararlar bakımından önemli olmaktadır. Bu yüzden son yıllarda çevre düzenlemesi çalışmalarına önem verilmeye başlanmıştır ve bu kapsamda yapılacak doğa onarım çalışmaları uygulanması ve yerinde gözlem yapılması gerekmektedir.
Günümüzde gelişmekte olan bilgisayar teknolojileri aracılığıyla uzaktan algılama yöntemlerinin bu çalışmalarda kullanımı önemli bir rolü bulunmaktadır. Kapalı maden işletmelerinin yerüstüne yapacağı sorunları SYM ve radar kullanımı ile belirlemek klasik yöntemlere göre daha etkili verimli olmaktadır. Açık işletme madenciliğinde ise, radar ve uydu görüntüleri sayesinde doğa onarım çalışmaları yön vermektedir. Bu nedenle uzaktan algılama yöntemlerinin kullanımı gerek ülkemizde gerek yurtdışında çevresel sorunların çözümü için kullanımı büyük önem taşımaktadır.
Anahtar Kelimeler: Rekültivasyon, uzaktan algılama, açık işletme madenciliği,
kapalı maden işletmeciliği, SYM, radar, uydu görüntüleri.
ENVIROMENTAL ASSEMENT OF MINING STUDIES AND RECLAMATION BY MODELLING AND CONDITIONING GEOGRAPHIC
INFORMATION SYSTEM (GIS) ABSTRACT
Study of the environmental problems of Mining and solutions both during and after legal perspective and it is important to establish damages habitat. This is why in recent years was held within the scope of this work to be awarded and landscaping reclamation studies must be made to implement and on-site observation.
Today, emerging computer technologies play an important role through the use of remote sensing methods in these studies. Underground mining operations and accelerating DEM and issues that aboveground radar use with classical methods more effective efficient set. Thanks to the radar and satellite images is Open pit mining nature restoration work. Therefore the use of remote sensing methods for the solution of environmental problems in use abroad need.
Keywords: Reclamation, remote sensing, open pit mining, underground mining,
DEM, radar, satellite images.
Sayfa
YÜKSEK LĐSANS TEZĐ SINAV SONUÇ FORMU………..………ii
TEŞEKKÜR………..…….……….iii
ÖZ………..…………..iv
ABSTRACT………..v
BÖLÜM BĐR-GĐRĐŞ……….………..………1
BÖLÜM ĐKĐ-UZAKTAN ALGILAMA ĐLE ĐLGĐLĐ TANIMLAR, BĐLGĐLER VE GENEL KAVRAMLAR...5
2.1 Uzaktan Algılamanın Tanımı……….………5
2.2 Uzaktan Algılama Bileşenleri………8
2.2.1 Uzaktan Algılamada Görüntü Ve Oluşturulması………...……..…..9
2.2.2 Uzaktan Algılamada Veri Elde Edilmesi………....…….12
2.2.3 Uzaktan Algılamada Veri Đşleme Ve Görsel Yorumlama………...…..14
2.2.3.1 Elektromanyetik Enerji………...……….……...…..14
2.2.3.2 Elektromanyetik Spektrum………...…...……….…16
2.2.3.3 Elektromanyetik Işınım………...…...……..…18
2.2.3.4 Enerji Kaynağı Ve Hedefle Etkileşim………..…………....19
2.2.3.5 Spektral Yansıma………...………...…20 2.2.3.6 Dijital Görüntü………..………....…………21 2.2.3.6.1 Dijital Görüntünün Özellikleri……...………...21 2.2.3.7 Görüntüleme Spektroskopisi………..…….….26 2.3 Görüntü Elde Edilmesi………...32 2.3.1 Ön Đşleme Ve Düzeltmeler………...………...….33 2.3.1.1 Radyometrik Düzeltmeler………...………..33 2.3.1.2 Geometrik Düzeltmeler………..…………..…34 2.3.2 Görüntü Zenginleştirme……….………...…………34 2.3.3 Görüntü Dönüşümleri………...…35 vi
2.3.4 Sınıflandırma………...………...35
2.3.5 Veri Đşleme………...………36
2.4 Uzaktan Algılamanın Kullanıldığı Alanlar………..36
BÖLÜM ÜÇ-MADENCĐLĐKTE DOĞA ONARIM ÇALIŞMALARI……….………...38
3.1 Doğa Onarım Kavramı……….38
3.2 Doğa Onarımının Aşamaları………43
3.2.1 Alan Kullanım Planlaması…………..………...…...…43
3.2.2 Yeniden Düzenleme………..………...…………....45
3.2.3 Đyileştirme………...47
3.2.4 Đzleme Ve Bakım……….48
3.2.5 Doğaya Yeniden Kazandırma Çalışmaları………...49
3.3 Maden Ocaklarının Çevrede Oluşturacağı Etkiler………...……...50
3.3.1 Genel Bilgi………....50
3.3.2 Đnsan Güvenliğine Direkt Tehdit Oluşturan Faktörler…….………….…51
3.3.3 Đnsan Sağlığına Dolaylı Tehdit Oluşturan Faktörler………...52
3.3.4 Özel Mülke, Tarım Alanlarına, Ormanlara Ve Hayvanlara Verilen Zararlar..………....53
3.3.5 Yaşam Kalitesi ve Motivasyonun Bozulmasına Neden Olan Tehditler...54
3.3.6 Doğal Rezervlerin Kullanımı………...………....54
3.4 Arazinin Şekillendirilmesi………...55
3.4.1 Uygun Bir Planlama Đle Maliyetin Azaltılması………...……….55
3.4.2 Sahanın Stabilizasyonu……….57
3.4.3 Arazinin Erozyondan Korunması………...…………..58
3.4.4 Drenaj Ve Erozyon Yapılarının Çalıştırılması…..………...59
3.4.5 Şev Emniyetinin Daima Sağlanması………...……….59
3.4.6 Doğala Özdeş Şevler Oluşturulması……….60
3.5 Görsel Tasarımlar……….61
3.5.1 Görsel Karakterin Nitelikleri………...……….61
3.5.2 Görselliğin Sağlanması………...62
3.6.1 Atıklar………...67
3.6.2 Susuzlandırma………...………...68
3.6.3 Atık Yığınlarının Örtülmesi………...………..69
3.6.4 Bitkilendirme………...……….71
3.7 Su Yollarının Rekültivasyonu………..72
3.7.1 Kanal Geometrisi Ve Jeomorfolojisi…………...………...……..72
3.7.2 Kanal Substratı Ve Sedimenti………...………...73
3.7.3 Kanal Şablonları………...………...74
3.7.4 Drenaj Rekültivasyonu Kriterleri………...……..74
3.7.5 Kanallarda Stabilite Sağlama Yöntemleri………...………...75
3.8 Toprakların Kullanımı……….….76
3.8.1 Toprağın Kurtarılması………...…...76
3.8.2 Üst Toprak Katmanının Stoklanması ve Korunması………....77
3.8.3 Yedek Üst Toprak Alınması………...…….….81
3.8.4 Üst Toprağın Yerinde Muhafaza Edilmesi………...………....82
3.8.5 Toprağın Serilmesi………...………....83
3.8.6 Toprak Sıkışmasının Azaltılması………...………..84
3.8.7 Yüzeyin Hazırlanması………...……...86
3.8.8 Gübreler Ve Toprak Koşullandırıcıları………...….…………87
3.8.9 Toprak Yüzeyinin Stabilizasyonu………..…..88
3.8.9.1 Biyokatıların Kullanımı………...……….88
3.8.9.2 Malç………...………...………....90
3.9 Arazinin Yeniden Bitkilendirilmesi……….92
3.9.1 Bitkilendirme Başarısı………...………...92 3.9.2 Bitki Türünün Seçimi………...…………..…..94 3.9.3 Dikim Miktarı………...……..…..94 3.9.4 Tohumların Ismarlanması……….95 3.9.5 Tohumların Saklanması………....95 3.9.6 Tohumlama Zamanı………..96 3.9.7 Tohumlama Yöntemleri………..…..96 viii
3.9.8 Sulama………...…..…….98
3.9.9 Canlı Transplantlarla Bitkilendirme Yapmak………...…...98
3.9.10 Bitkilendirmede Başarı Teknikleri………...…..99
3.10 Çöktürme Havuzları………...…..102
BÖLÜM DÖRT- UZAKTAN ALGILAMA YÖNTEMĐNĐN MADENCĐLĐKTEKĐ ÇEVRESEL ETKĐ BELĐRLEME ÇALIŞMALARINDA UYGULANMASI………103
4.1 Madencilikte Đşletme Metotları……….….…104
4.1.1 Açık Maden Đşletmeleri………...…………...…104
4.1.2 Yeraltı (Kapalı) Maden Đşletmeleri………...……….104
4.1.3 Cevher Hazırlama Ve/Veya Zenginleştirme Tesisleri…...……….105
4.1.4 Madencilik Faaliyetleri Sonucu Bozulan Arazinin Sınıflandırılması…106 4.2 Uzaktan Algılama Yöntemini Araziye Uygulama Aşamaları…………...….106
4.3 Metodoloji………..……107
4.4 Uzaktan Algılama Tekniği Đle Bitki Örtüsü Analizi………..108
4.4.1 Bitki Örtüsünün Spektral Yansıma Karakteristiği……….….112
4.4.1.1 Görülebilir Işın Bölgesi (0,4–0,7 µm)…………...…………...…..113
4.4.1.2 Yakın Kızılötesi Bölgesi (0,7–1,3 µm)………...…….114
4.4.1.3 Kızılötesi Bölgesi (1,3 µm’dan daha fazlası)………..………...….116
4.5 Açık Đşletme Madenciliğinde Uzaktan Algılama Yönteminin Çevresel Etki Belirleme Çalışmalarında Kullanımı………...………...………..…116
4.6 Yeraltı (Kapalı) Maden Đşletmelerinin Yer yüzeyine Oluşturacağı Etkilerin Uzaktan Algılama Yöntemi Đle Đncelenmesi Ve Değerlendirilmesi……….119
4.6.1 Kömür Madenciliğinde Tasman………...….….121
4.6.2 Tasman Oluşumuna Neden Olan Etmenler………...…...…..122
4.6.3 Tasman Oluşum Mekanizması Ve Etki Alanı…………..…………...123
4.6.4 Tasman Hasar Değişkenleri………..…..126
4.6.5 Tasman Kontrolü………...…….128
4.6.6 Tasman Belirlemede Uzaktan Algılama Yöntemi Đle Fotogrametri Kullanılması………..………...…...131
4.6.6.1.2 Fotogrametrik Harita Yapım Aşamaları...…………..……132 4.6.7 Kapalı Ocak Đşletmelerinin Yerüstüne Oluşturacağı Deformasyonların Radar Đle Đzlenmesi..………...…...….….141
4.6.7.1 Yapay Açıklıklı Radar Đnterferometri………...………..143 4.6.7.2 Üç Geçiş Veya Çifte Fark Yöntemi Đle Diferansiyel
Đnterferometri…………..………145 4.6.7.3 Đki Geçiş ve SYM Yöntemi Đle Diferansiyel Đnterferometri…...…145 4.6.7.4 Đki Geçiş Ve SYM Yöntemi Đle DINSAR Kullanımı……...…...146 4.8 Uzaktan Algılama Yönteminin Doğa Onarım Aşamalarındaki Önemi…….148
BÖLÜM BEŞ-SONUÇLAR……….…….……….150 KAYNAKLAR………153
BÖLÜM BĐR GĐRĐŞ
Uzaktan Algılama, en genel anlamıyla fiziksel bir temas olmaksızın gözlemlenen cisimlerden bilgi edinmektir. Atmosferde veya uzayda konumlandırılmış algılayıcılar sayesinde yeryüzündeki nesneler hakkında bilgi sahibi olunmaktadır. Diğer bir değişle bir nesne, bir arazi bir olay hakkındaki verilerin doğrudan fiziki temas olmayan aletlerle bilgi elde edilmesi ve yorumlanması amacını taşıyan bir yöntemdir. Günümüzde bilgisayar teknolojisi çok değişik alanlarda insanlığa hizmet vermektedir. Özelikle veriye bağlı bilgilerin yönetilmesinde, birçok madencilik uygulamalarında önemli rol oynamaktadır. Uzaktan Algılama teknolojisi, yüksek çözünürlükte çok geniş alanlara ait bilgi üretmesi yeryüzü kaynaklarının verimli kullanmayı olanaklı kılmaktadır. Uzaktan algılama yöntemi madencilikle birlikte çevre, jeoloji, meteoroloji, ziraat, orman, şehir planlama gibi birçok bilim dalında yaygın olarak kullanılmaktadır. Uzaktan algılamanın madencilikte maden arama çalışmasında kullanılmasının yanı sıra maden üretimi sırasında ve sonrasında oluşabilecek çevresel etkilerin tanımlanmasın da kullanımı önemli olmaktadır. Çünkü gerek açık işletme madenciliği gerek yeraltı maden işletmeciliği çevrede toprak kaybı, bitki örtüsünün yok olması, topografyanın değişimi, toprak verimliliğinin yitirilmesi ve görsel kirlilik gibi birçok olumsuz yönde çevresel etkiler oluşturmaktadır (Basal vd., 1995).
Açık işletme madenciliğini çevresel etkileri yeraltı madenciliğinden daha fazla olmaktadır. Maden yatağının açık işletme yöntemi ile üretilmesi sonucu arazinin topografyası doğrudan etkilenmektedir. Açık işletme yönteminin üretim yönteminin yanlış planlanması sonucunda teknik sorunlar görülebilmektedir. Bunlardan en çok bilinen örnekleri şev kaymaları, erozyon (toprak kayması) ve ocak tabanlarında aşırı su basması gösterilmektedir bunlar teknik sorun olmasına rağmen aynı zamanda çevre sorunu olmaktadır.
Yeraltı üretimleri sonrası boşluk üzerendeki kaya kütlesi zamanla yerçekiminin de etkisiyle yenilmekte ve üretimden dolayı oluşan boşluğu dolduracak şekilde hareket etmektedir. Bunun sonucunda yeraltı boşluğunun üzerinde bulunan yüzey tabakasına kadar kaya kütlesinde bir yer değiştirme söz konusu olabilmektedir. Bu düşey yer değiştirme olayına madencilikte tasman (sübsidans) adı verilmektedir. Aynı olay sadece madencilik alanında değil her hangi bir yeraltı yapısının oluşturulması sırasında veya oluşturulmasından sonra zamanla oluşabilmektedir.
Şekil 1.1 Yerleşim yeri altındaki oluşan tasmanın etkisi
Maden sahalarında ki maden üretiminin teknik olarak en hızlı şekilde, en verimli ve çevresel etkisinin en az olacak şekilde üretilmesi için üretim yerlerinde meydana gelen yüzey hareketlerinin dikkatli ve düzenli olarak gözlenmesi ve analiz edilmesi gerekmektedir. Aksi taktirde yeraltındaki üretimin oluşturduğu tasmanlar yüzünden yeryüzündeki yapılar zarar görebilmektedir. Örneğin bu tasmanlardan maden sahası üzerindeki karayolları, demiryolları ve kanalizasyon gibi alt yapı tesisleri, maden sahası üzerindeki tesisler, yüksek gerilim hatları, veya ocağın şehrin altına doğru ilerlemesi veya şehrin maden alanı üzerine doğru genişlemesi sonucu bu kentsel
alanlar yada köyler gibi yerleşim alanları bu yüzey hareketlerinden olumsuz yönde etkileneceklerdir. Ayrıca yeraltında oluşan bu hareketler yeraltı ocağının duraylılığını olumsuz yönde etkileyeceklerdir.
Maden sahalarının yüzey hareketlerinin ölçümü eskiden buyana topografik ölçüm aletlerin kullanılması ve bu ölçümlerin haritalara işlenmesi ile yapılmaktaydı. Ancak bu ölçümlerin topografik aletlerle yapılması özellikle maden ocakları gibi büyük alanlar için hem çok zaman alıcı, hem de çok emek ve yoğunluk gerektiren bir iş olmaktadır. Bu yüzden bu tür ölçümlerin sık sık tüm ocak için yapılması pek mümkün olmamaktadır. Bunun yerine günümüzde uzaktan algılama yöntemi kullanılmaktadır.
Uzaktan algılama yöntemi özellikle son 15 yılda haritacılık, ormancılık, jeoloji, hidroloji, biyoloji, tarım gibi birçok değişik alanda kullanılmış ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Uzaktan algılamanın temel amacı bir nesneyle temas etmeksizin nesneden yayılan elektromanyetik enerji vasıtasıyla onu fiziksel özellikleri hakkında bilgi toplamaktır.
Uzaktan algılamadan kastedilen, uydular veya hava araçları üzerinde taşınan aletlerle yapılan gözlem ve ölçümler dikkate alınmaktadır. Uzaktan algılama sistemlerinde ölçülen nicelik, ilgilenilen cisimden yayılan elektromanyetik enerjidir. Uydular veya hava araçları üzerinde taşınan aletlerle yapılan gözlem ve ölçümlerde elektromanyetik enerjiden yararlanılmaktadır (Kavzoğlu, 2002).
Günümüzde uydu görüntülerinin piksel boyutlarında meydana gelen küçülme nedeniyle konumsal ayırma gücü artmış olup, uydu görüntülerinden birkaç metre büyüklüğündeki cisimler rahatlıkla görülebilir hale gelmiştir. Uydu sistemlerinde meydana gelen gelişmeler sonucu uydu görüntülerinin yersel çözünürlüğü pankromatik (siyah/beyaz) görüntüler için 50 cm., multispektral (çok bantlı/renkli) görüntüler için 2 m. kadar düşmüştür. Uydu görüntülerinden bu denli yüksek çözünürlüklü görüntüler elde edilmesi sonucunda yeryüzündeki farklılıklar kolayca tespit edilebilir hale gelmiştir. Uzaktan algılama bir cisim, bir arazi yapısı veya bir
bilgi edinme bilimi ve sanatı olarak tanımlanmaktadır.
Maden ocaklarının üretimi sırasında ve/veya sonrasında bozulan arazilerinin yeniden düzenlenmesi ve iyileştirilmesi konusu rekültivasyon (iyileştirme) veya başka bir kullanım alanı olarak çalışmalar yapılabilmektedir. Bu çalışmalarda Uzaktan Algılama yönteminin geniş alanlarda kullanım üstünlüğü sayesinde etkili sonuçlar ortaya çıkarmaktadır. Bu yöntemin kullanılmasıyla gerekli toprak, su ve habitatın iyileştirilmesi ve sonrasında korunmasına hemen geçilmesi gerekmektedir. Bu amaca yönelik Uzaktan Algılama (UA) yönteminin kullanımı çok geniş arazilerde olumsuz faktörlerin şiddet ve derecesi çok hızlı bir şekilde ve düşük girdiyle belirlenebilmektedir.
Çevre sorunları, coğrafi boyutlu olduklarından bu sorunların coğrafi özellikleri ele alınmaksızın çözüme ulaştırılmaları olası değildir. Günümüzde çevreye ait bilgilerin elde edilmesi, bu bilgilerin işlenmesi ve modellenmesi teknolojileri hızla gelişmektedir. Hatta sadece çevresel uygulamalara yönelik olarak geliştirilmiş uzaktan algılama platformlarının sayısında artış gözlemlenmektedir.
BÖLÜM ĐKĐ
UZAKTAN ALGILAMA ĐLE ĐLGĐLĐ TANIMLAR, BĐLGĐLER VE GENEL KAVRAMLAR
2.1 Uzaktan Algılamanın Tanımı
Uzaktan Algılama, bir cisminle bir temas olmaksızın, algılayıcı sistemleri kullanarak yeryüzü hakkında bilgi edinme bilimidir. Atmosferde veya uzayda bulunan uydular (algılayıcılar) tarafından yeryüzündeki cisimler hakkında bilgi sahibi olunmaktadır. Uçaklara monte edilmiş kamera sistemleriyle elde edilen hava fotoğrafları ve uçağa yerleştirilmiş olan elektronik tarayıcılar-algılayıcılar ile uydulara yerleştirilmiş elektronik tarayıcılar-algılayıcılar sayesinde oluşturulan sayısal görüntüler, yeryüzündeki cisimlerden veri elde edilmesini sağlamaktadır.
Uzaktan algılama teknolojileri yer yüzeyinden yansıyan ve yayılan enerjinin algılanmasında, kaydedilmesinde, elde edilen materyalden bilgi çıkarmak üzere işlenmesinde ve analiz edilmesinde kullanılmaktadır.
Uzaktan Algılama yönteminin avantajlarını şöyle sıralanmaktadır;
- Geniş alanların görüntülenmesi olanağı - Zamandan tasarruf
- Doğru bilgiye kısa sürede ulaşım - Hızlı veri aktarımı
- Veri toplama
- Bilgisayar ortamında çalışma olanağı
- Aynı görüntünün birçok amaca yönelik kullanımı
Şekil 2.1 Uzaktan algılama sürecinin basitleştirilmiş gösterimi
Elektromanyetik enerji ışık hızında 3x108 m/sn de hareket eder ve bütün enerji şekillerini kapsamaktadır. Görünür ışık elektromanyetik enerjinin bir çeşididir. Radyo dalgaları, morötesi (ultraviolet), x-ray ve diğer bilinen çeşitler buna örnektir. Elektromanyetik enerji, genelde bir dalga gibi hem elektrik hem de manyetik eleman olarak davranmaktadır (Şekil 2.2). Bir dalganın tepesi (en yüksek yeri) ile onu takip eden dalganın tepesi arasındaki uzunluğa dalga boyu (wavelength) adı verilmektedir. Bir saniyede oluşturulan dalga sayısı frekans (frequency) olarak adlandırılmaktadır (Örmeci, 1987).
Şekil 2.2 Elektromanyetik dalga şekli
Uzaktan algılamada raster veri kavramı, coğrafi verilerin hücresel olarak temsil edilmesine dayanmaktadır. Resim içindeki her bir hücrenin mekansal özelliklerini temsil eden bir rakamsal değeri bulunmaktadır. Aynı değere sahip hücreler aynı özelliği temsil etmektedir. Uydu görüntüleri ve taranmış haritalar raster verilere örnektir (Arda, 2006).
Vektör veri, nokta, çizgi ve poligon ana elemanlarından oluşmaktadır. Noktalar sadece bir koordinat değeri ile ifade edilen elemanlardır. Çizgiler, eğri bir çizgi oluşturan koordinatlar dizinidir. Poligonlar bir alan oluşturan çizgiler bütünüdür (Arda, 2006).
Konumsal çözünürlük, Uydu tarafından tanımlanabilen en küçük birimin büyüklüğüdür. Bir raster/resim üzerindeki detay seviyesidir. Düşük çözünürlüğe sahip görüntülerde küçük nesnelerin detayı bulunmaz. Yüksek çözünürlüklü
Zamansal çözünürlük, Uydunun taramış olduğu bir alanı tekrar tarayıncaya kadar geçen zamandır (Arda, 2006).
Sınıflandırma, Birbirine göre jeoreferanslanmış birden çok görüntü veya bandın bir arada analiz edilerek bu görüntülerdeki benzer istatistikî özelliklere sahip olanlarının gruplar halinde bir araya gelerek sınıflar oluşturulmasıdır. Sınıflandırma sonucunda bir raster veri elde edilir (Arda, 2006).
Sayısallaştırma, analog veriyi dijital/sayısal veriye dönüştürme işlemidir. Analog formdaki verinin Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ortamında görüntülenebilmesi ve analiz edilebilmesi için sayısallaştırılması gerekmektedir (Arda, 2006).
2.2 Uzaktan Algılama Bileşenleri
Enerji Kaynağı (A): Hedefe bir kaynak tarafından bir enerji gönderilmesi
gerekmektedir. Bu kaynak hedefi aydınlatmaktadır veya hedefe elektromanyetik enerji göndermektedir. Optik uydular için enerji kaynağı güneştir, ancak radar uyduları kendi enerji kaynaklarını üzerinde taşımaktadır ve elektromanyetik enerjiyi üreterek hedefe yollamaktadırlar.
Işınım Atmosfer (B): Enerji, kaynağından çıkarak hedefe yol alırken atmosfer
ortamından geçmekte ve bu yol boyunca bazı etkileşimlere maruz kalmaktadır.
Hedefe Etkileşim (C): Atmosfer ortamından geçen elektromanyetik dalga, hedefe
ulaştığında hem ışınım hem de hedef özelliklerine bağlı olarak farklı etkileşimler oluşmaktadır.
Enerjinin Algılayıcı Tarafından Kayıt Edilmesi (D): Algılayıcı hedef tarafından
Verinin Đletimi, Alınması Ve Đşlenmesi (E): Hedeften toplanan enerji miktarına
ait veri algılayıcı tarafından kayıt edildikten sonra, görüntüye dönüştürülmek ve işlenmek üzere bir uydu ve yer istasyonuna gönderilmektedir.
Yorumlama Ve Analiz (F): Görüntü görsel, dijital ve elektronik işleme teknikleri
ile zenginleştirilmekte, analiz edilmekte ve nicel sonuçlar elde edilecek veriye sahip olunmaktadır.
Uygulama (G): Đşlenmiş veriden bilgi çıkarılır, bazı sonuçlara ulaşılmaktadır.
Ayrıca elde edilen sonuçlar, başka veri kaynaklarıyla birleştirilerek kullanılmaktadır.
Şekil 2.3 Uzaktan algılama prensip şeması (Uhuzam, 2009)
2.2.1 Uzaktan Algılamada Görüntü Ve Oluşturulması
Uzaktan algılama görüntünün oluşturulması için öncelikle elektromanyetik enerji yayan bir kaynak gerekmektedir. Bu doğal ve yapay kaynak olabilir. Kaynaktan yayılan enerji yere ulaşmadan önce atmosferle etkileşime girmekte ve enerjinin bir kısmı atmosferde saçılmaktadır. Yere ulaşan enerji, yüzeyin ve ışınımın özelliğine
Farklı dalga boyalarına ait bilgileri içeren kaydedilmiş bu enerji verisi yer istasyonuna aktarılmaktadır. Son olarak veri işlemden geçirilmekte ve görüntü oluşturulmaktadır.
Şekil 2.4 Elektromanyetik enerji tayfı
Görüntünün sahip olduğu band sayısı kadar, mekansal ve radyometrik çözünürlüğü de önemlidir. ‘mekansal çözünürlük’, görüntüyü oluşturan en küçük birim olan kare şeklindeki pikselin yer üzerinde ne kadarlık bir alana karşılık geldiğini göstermektedir. Örneğin 30 m. Çözünürlüğe sahip bir görüntüde her bir piksel 30mx30m’lik bir alana karşılık gelmektedir. Bir pikselin temsil ettiği alan küçüldükçe, mekansal çözünürlüğü yani detay artmaktadır. ‘Radyometrik çözünürlük’, görüntünün içerdiği bilginin ifadesidir ve değeri ‘bit’ adı verilen veri birimidir. 8 bit bir görüntü 2’nin 8. kuvvetidir yani 256 sayısal değer içermektedir. Radyometrik çözünürlük arttıkça sayısal değer aralığı dolayısıyla görüntülenen renk sayısı artmaktadır.
Spektral çözünürlük, özetle bir algılayıcının elektromanyetik spektrumdaki belli bazı dalga boyu aralıklarında algılanmış görüntülerini belirtir. Bu sayede bir sensör
sisteminin birçok dalga boyu genişliğine sahip elektromanyetik radyasyonu algılaması ile farklı nesnelerin ayrı dalga boyu aralıklarına tepkilerini karşılaştırarak ayırt edilmektedir.
Radyometrik çözünürlük, kısaca bir algılayıcı ile alınan veya filme kaydedilen görüntünün, elektromanyetik enerjinin miktarına olan hassasiyetini belirler. Elektromanyetik enerjideki çok küçük değişimleri belirleyebilme kabiliyetidir. Algılayıcının radyometrik çözünürlük hassasiyeti arttıkça elektromanyetik radyasyonun davranışını anlamak daha kolay olmaktadır.
Zamansal çözünürlük, kısaca bir uzaktan algılama sisteminin tamamen aynı bakış açısıyla aynı alanı hangi sıklıkla görüntülediği anlaşılır. Aynı alanı ikinci kez görüntülemek için geçen sürede alandaki değişikliği görmek açısından önemlidir.
Uydu, yörüngesi boyunca yer üzerinde dönerken algılayıcını gördüğü ve taradığı alanın genişliğini de ‘şerit genişliği’ denilmektedir. Şerit genişliği aynı zamanda tek bir görüntünün kapsadığı alandır. Landsat–7 görüntüsünün şerit genişliği 185 km. Terra–Aster görüntüsünün ise 60 km. dir (Şekil 2.5).
Uzaktan Algılamada veri elde edilmesi temel olarak iki grupta incelenmektedir. Bunlar pasif algılayıcıya sahip sistemler ve aktif algılayıcı sistemlerdir. Doğal enerji kaynağı (Güneş) kullanan algılayıcılar ‘pasif’, sistemin kendi yaydığı enerjiyi kullanarak algılama yapan algılayıcılar ise ‘aktif’ olarak isimlendirilmektedir.
Pasif Sistemler: Pasif sistemler yeryüzünün doğal yayılım enerjisi veya güneş
enerjisinin yansıtımını algılayan optik, ısıl ve mikrodalga algılayıcılardır.
Aktif Sistemler: Aktif sistemler kendi enerji kaynaklarını kullanmaktadırlar.
Hedefe ürettikleri elektromanyetik dalga sinyallerini yollar ve hedeften saçılan enerjiyi algılamaktadırlar (Şekil 2.6) (Marangoz, 2010).
Şekil 2.6 Uzaktan algılamadaki aktif ve pasif sistemlerin çalışma prensibi
Hava Fotoğrafları, ışığın (enerjinin), sayısal algılayıcılardan farklı olarak uçağa monte edilmiş kameralar aracılığıyla ışığa duyarlı film üzerine düşürülmesiyle elde edilmektedir. Hava fotoğrafları siyah-beyaz, renkli ya da kızıl ötesi özellikte olabilmektedir.
Algılayıcı sistemler, elektromanyetik tayfın çeşitli dalga boylarına ait enerji verilerini toplarlar. Uydu görüntüsünde farklı dalga boyu aralığına sahip bu veriler ‘band’ adı verilen dosyalara saklanmaktadır. Bandlar görüntünün tayfsal çözünürlüğünü ifade etmektedir. Bir görüntüde bant sayısı ne kadar fazlaysa elde edilen bilginin miktarı da o oranda artmaktadır. Örneğin Landsat–7 görüntüsü 8 banda sahipken, Terra–Aster görüntüsü 14 banda, EO–1–Hyperion görüntüsü ise 220 banda sahiptir. Algılayıcı platformları, bir yüzeyden yayılan veya yansıtılan enerjiyi hassas bir şekilde toplamak ve kaydetmek için algılayıcının kararlı bir platformda taşınması gerekmektedir. Uzaktan algılamada yer, hava, uzay aracı veya uydu platformlarına monte edilen algılayıcılar kullanılmaktadır.
Uzaktan algılamanın en yaygın kullanım biçimi, pasif uzaktan algılamalardır. Bu sistemde dün ya çevresinde belirli bir yörüngede hareket eden uydular üzerindeki algılayıcılar kullanılmaktadır. En önemli uzaktan algılama uydularına Landsat, Spot ve Ers örnek verilebilir. Uydu üzerinde bulunan algılayıcı sistemde elektromanyetik tayfın belirli bir bölümü kullanılmaktadır. Uydu üzerindeki algılayıcılarda band olarak isimlendirilen bu bölümlerle, elektromanyetik tayfın belirli dalga boyundaki bilgiler toplanmakta ve sayısal özellikte saklanmaktadır. Yer istasyonu tarafından elde edilen bu sayısal verilere, çeşitli veri işleme ve analiz teknikleri uygulanması sonucunda bilgi elde edilmektedir. Bu bandların her biri farklı özellikteki nesnelere karşı duyarlılığa sahiptir. Örneğin Landsat TM5 uydusunun 1. bandı, mavi renge, su yüzeylerine karşı daha duyarlıdır. Bu nedenle, su yüzeyi hakkındaki araştırmalarda Landsat TM5 uydusunun 1. bandı kullanılmaktadır. Uzaktan Algılama yönteminde çok band kullanılarak da yeryüzü hakkındaki bilgiler elde edilebilmektedir. Bu çalışmalara, bitki örtüsünün belirlenmesi, arazi kullanım durumunu vb. gibi araştırmalar örnek verilebilir. Uzaktan algılama yöntemleri kullanılarak bir bölgeye ait bilgiler klasik ölçme yöntemlerine göre, hızlı, ekonomik ve istenen doğrulukta belirlenebilmektedir (Tombuş F. E., 2009).
Yerbilimlerinde kullanılan başlıca pasif algılayıcı sistemler Landsat (MSS, TM, ETM), Terra (Aster), Spot, Ikonos ve Quickbird uydularıdır. Radarsat ve Jers–1 gibi
Yer sabit görüngelere sahip olan uydular genellikle çok yüksek irtifaya sahiptirler. Bu tür uydular dünyanın her zaman aynı bölgesinde görülmektedir. Bu nedenle aynı bölgeyi izleme ve o bölge hakkındaki sürekli bilgi elde etme imkânı sağlamaktadırlar. Meteorolojik ve haberleşme uyduları genellikle bu tür yörüngelere sahip uydulardır.
Pek çok uzaktan algılama platformu kısa sürede dünyanın pek çok yerini görüntülemeyi sağlayacak yörüngelere oturtulmuştur. ‘Yakın-Kutupsal Yörünge’ ismi, bu tür uyduların kuzey ve güney kutupları arasında uzanan bir yolu takip etme nedeniyle kullanılmaktadır.
Tarama alanının tanımı, uydu dünya etrafında dönerken, algılayıcı yer yüzeyinin belli bir kısmını taramaktadır. Yörünge boyunca ilerlerken taranan bu bölgeye ‘tarama alanı’ adı verilmektedir.
2.2.3 Uzaktan Algılamada Veri Đşleme Ve Görsel Yorumlama
Uzaktan algılamada veri işleme ve görsel yorumlamayı, elektromanyetik enerji, elektromanyetik spektrum, elektromanyetik ışınım, enerji kaynağı ve hedefle etkileşim, spektral yansıma, dijital görüntü ve görüntüleme spektroskopisi olmak üzere 7 ana başlıkta toplanmaktadır.
2.2.3.1 Elektromanyetik Enerji
Elektromanyetik enerji atmosferden geçerken etkileşime girmektedir. Bu etkileşim, ışınların atmosferden geçtiği yolun uzunluğuna, atmosferin bileşimine ve ışınların dalga boyuna bağlıdır. Bu etkileşimin sonucu elektromanyetik enerjide iki çeşit değişim olmaktadır. Đlk olarak elektromanyetik enerjinin doğrultusu değişmekte ve yansıma ya da saçılma gerçekleşmektedir. Đkinci olarak elektromanyetik enerji, atmosferin kimyasal bileşeni veya moleküler yapısı yüzünden soğurulmaktadır.
Atmosferden geçen ve geçemeyen elektromanyetik enerjinin elektromanyetik tayftaki dağılım şekil 2.7’de ele alınmıştır.
Şekil 2.7 Elektromanyetik enerji ile atmosferin geçirimsizlik ilişkisi (Wikipedia, 2009)
Atmosfer tarafından herhangi bir bozunmaya uğramayan (saçılmayan veya soğurulmayan) elektromanyetik enerji, yer yüzeyine ulaştığında etkileşime girmektedir. Bu etkileşim çok karmaşıktır ve tamamen açıklanamamıştır. Bu etkileşimin sonucu elektromanyetik enerjide üç çeşit değişim olur. Đlk olarak elektromanyetik enerjinin tümü veya bir kısmı bir yüzeye çarptığında yön değiştirerek yansımakta ve tekrar atmosfere geri dönmektedir. Bu yansıma nesnenin yüzeyine bağlı olarak düzgün veya dağınık şekilde meydana gelmektedir. Đkinci olarak elektromanyetik enerjinin bir kısmı çarptığı nesnenin kimyasal bileşimi veya moleküller yapısı yüzünden soğurulur. Üçüncü olarak yansımayan veya soğurulamayan elektromanyetik enerji, çarptığı nesnenin içinden geçer yani aktarılır, iletilir ve yoluna devam etmektedir. Sıcaklığı mutlak sıfırın (0 °K) üzerinde olan her cisim elektromanyetik enerji kaynağıdır. Doğal enerji kaynağı Güneş’in yardımı
Sonuç olarak, atmosferle ya da yeryüzüyle etkileşime giren elektromanyetik enerji yansır, saçılır, soğurulur veya iletilir ve enerji kaybına uğramaktadır. Ayrıca nesneler sahip oldukları öz enerji sayesinde bir yayılım yapar ve enerji kaybına uğramaktadır.
Elektromanyetik enerji, Elektrik alan ve manyetik alan olmak üzere iki bileşenden oluşmaktadır.
Elektromanyetik enerjinin belirli özellikleri vardır. Tüm elektromanyetik enerji ışık hızında hareket etmektedir, (c = 299793 km/saniye veya c = 3x108 m/saniye), ve hem tanecik hem de dalga modeli ile açıklanmaktadır.
Elektromanyetik enerjinin hareketi hız, dalga boyu ve frekans cinsinden ifade edilebilir: Hız (c), dalga boyu (L), ve frekans (f) olmak üzere, ilişki L = c/f eşitliği ile ifade edilmektedir.
2.2.3.2 Elektromanyetik Spektrum
Elektromanyetik spektrum, ışık hızı ile hareket eden dalga boyu nanometrelerden kilometrelere kadar uzanan sürekli enerji ortamıdır.
Elektromanyetik spektrumda dalga boyları bina mertebesinde uzunluğa sahip radyo dalgalarından, bir atom çekirdeği mertebesindeki kısa dalga boylarına kadar uzanır. Đnsan gözünün algılayabildiği dalga boyları, sadece görünür bölgedekilerdir.
Bilindiği gibi insan gözü elektromanyetik spektrumun sadece görünür bölgesine algılayıcılıdır (Şekil 2.8). Ancak bu algılayıcılar yardımıyla görünür bölge dışındaki kızılötesi ve mikrodalga bölgelerinden de cisimler ve olaylar hakkında yararlı bilgiler elde edilebilmektedir. Đnsan gözünün görebildiği görünür bölge dışındaki kızılötesi ve mikrodalga boyları (0,72 µm.-1m.) özellikle jeolojik uygulamalar için yararlı
sonuçlar ortaya koyabilmektedir. Güneşten yayılan tüm dalga boylarındaki ışınımı içeren logaritmik gösterime elektromanyetik spektrum denir (Şekil 2.8). Spektrum, elektromanyetik ışınımın özellikleri göz önüne alınarak belirli bölümlere ayrılmıştır. Bu bölümler arasında kesin bir sınır yoktur ve yer yer birbirlerinin sınırlarını işgal ederler. Atmosferde ya da uzayda bulunan algılayıcılar, ister pasif isterse aktif olsun yeryüzünden yansıma ve yayılma yoluyla kendilerine ulaşan enerjiyi kaydederler.
Şekil 2.8 Elektromanyetik spektrum
Elektromanyetik spektrumun bazı bölgeleri, uzaktan algılama amaçlı kullanılabilir. Mutlak sıfır derecesinden daha yüksek ısıdaki bütün nesneler, bu bölgelerde elektromanyetik radyasyon yayar, üzerine düşen enerjiyi emer veya yansıtır. Foton denilen parçacıklar şeklinde ortaya çıkan, ölçülen bu enerji, aynı zamanda çeşitli dalgalar şeklinde yayılır. EMS’deki belirli dalga boyları ile tanımlanan alt bölgelere ayrılır.
Elektromanyetik spektrumda, Radyo dalgaları: 104–102 cm., Mikro dalgalar 1 cm. Kızılötesi dalgalar: 10–2 cm. görünür Işık dalgaları: 10–5 cm. Ultraviole: 10–6 cm. ve X-ışını: 10–8 cm. aralığındadır. Güneş radyasyonu, dünya atmosferi içinden geçerken bir kısmı yansıtılır, bir kısmı emilir, bir kısmı ise geçirilir. Atmosfer, görünür ve kısmen de kızılötesine geçirgen olduğundan, uzaktan algılama uyduları bu dalga boyu bölgelerinde çalışırlar. Bir uyduya ulaşan enerji ölçümleri, uydudaki algılayıcılar tarafından sayısal olarak kaydedilir.
Şekil 2.9 Elektromanyetik tayf (Keiner, 2009) 2.2.3.3 Elektromanyetik Işınım
Uzaktan algılamada, elektromanyetik ışınımın (EMI) en önemli enerji kaynağı Güneş’tir. Güneş, Yerküre ’yi aydınlatan ve ısıtan en büyük enerji kaynağı olup doğal ışınım üretir. Güneş enerjisi, elektromanyetik dalgalar olarak yeryüzüne ulaşır. Bu enerjinin bir kısmı atmosferik pencereler sayesinde yeryüzüne ulaşırken diğer kısımları ise atmosferde soğrulur, yansır ve saçılıma uğrar. Atmosferik pencerenin dışında yeryüzüne ulaşmayan enerjiyi hem atmosferde hem de cisimlerin bünyesindeki H2O, CO2, O3, NH4 gibi gazlar soğurur ve bu nedenle bazı dalga boylarındaki enerji yeryüzüne ulaşamaz. Sayılan tüm bu enerjilerin toplamı aslında güneşten yayılan ışınıma eşittir. Güneşten yeryüzüne gelen enerjinin tümü hiçbir zaman soğrulmaz ve büyük bir kısmı yansıtılır. Bu yansıtmanın özellikleri tamamen
yeryüzü cisimlerinin moleküler ve atomik yapısıyla yüzeyin doğasına ve kendine özgü yapısına bağlıdır.
Güneş, yaydığı ışınımın yaklaşık olarak % 41’ini görünür bölgede kalan kısmı ise bu bölgenin dışındaki dalga boylarında yayar. Atmosferi oluşturan bileşenler olarak da bilinen azot (N2), oksijen (O2), argon (Ar), CO2, gaz ve toz parçacıkları EMI ile etkileşime girerek saçılıma sebep olur. Bu bileşenlerin tane çaplarının, ışığı oluşturan dalga boylarıyla olan kombinasyonları sonucunda gökyüzünü günün belirli saatlerinde mavi renkte görmemizi sağlayan Rayleigh saçılım oluşur. Mie ve seçici olmayan saçılma türleri ise diğer saçılma türleri olarak da bilinir.
2.2.3.4 Enerji Kaynağı Ve Hedefle Etkileşim
Bir yüzeye enerji gönderildiğinde, gerçekleşebilecek 3 tür etkileşim vardır. Bunlar: Yutulma (Yu); Đletim (Đ); ve Yansıtım(Ys)'dır. Hedefe gelen toplam enerji (E) için bu etkileşimlerden biri veya birden fazlası gerçekleşebilir. Bu etkileşimlerin oranı gelen enerji ve hedef malzemesi ile ilişkili olarak değişim gösterir. E=Yu+Ys+Đ
Yutulma: Hedefe gelen toplam enerjiden bir kısmi ortamdaki elektron ve
moleküler reaksiyonlar nedeniyle yutulur, bu enerjinin bir kısmı genellikle uzun dalga boylarında geri yayılır, diğer bir kısmı da yutularak hedefin ısısını arttırır.
Yansıtım: Toplam enerjinin bir kısmı hedeften geri yansıtılır ve ışının geliş açısı
ve yüzey pürüzlülüğüne bağlı olarak farklı açılarda saçılır. Yansıtım, bir hedefi terk eden ışık miktarının hedefe gelen ışık miktarına oranı olarak anlaşılır. Birimi yoktur. Yansıma; her objenin kendine özgü bir özelliği olarak ortaya çıkar ve gelen ışınımın dalga boyu dağılımı ile değişir.
Đletim: Toplam ışınımın bir kısmı su gibi bazı maddelere nüfuz edebilir, madde
Bir cismin kendi sıcaklığı nedeniyle yaptığı ışımanın ölçüsüdür. Yayımla ilgili temel fizik yasalarından Kirchoff, Stefan Boltzmann, Wien Yer Değiştirme kanunları yayılan ışını açıklar.
Kara cisimleri için yayılan enerjinin emilen enerjiye oranı aynıdır (Krichoff). Kara cisminin birim başına yaydığı enerji, cismin sıcaklığı arttıkça artar (Stefan Boltzmann). Yayılan ışınımın dalga boyu ve nesnenin sıcaklığı arasında (λ=2897,8/T), Planck sabiti (2897,8 µm. K) ile orantılıdır (Wien).
Radyans: Radyans, yeryüzündeki herhangi bir obje tarafından ışınan enerjinin
ölçüsü olarak ifade edilebilir. Birim alandan birim zamanda ve sabit açı içine yansıyan enerji olduğundan birimi; watt/steradyan/metrekare’dir. Uzaktan algılama uyduları için nesneden yansıyan ışığın ne oranda göründüğü olarak da tanımlaması yapılabilir.
Saçılım: Enerji dalgasının bir ortamda, enerjinin geliş açısı, polarizasyonu veya
frekansı değişerek saçılması veya malzeme ile atomik veya moleküler seviyede etkileşerek eski durumunu muhafaza etmeden saçılmasıdır.
2.2.3.5 Spektral Yansıma
Bir malzeme için yansıyan, yutulan veya iletilen ışınım miktarları dalga boyuna bağlı olarak değişir. Bu önemli özellik sayesinde farklı nesneleri ya da sınıfları ayırt etmek olanaklıdır. Çalışmanın amacına göre, bir görüntüde ayırt edilmek istenen maddeler değişecektir. Analistler, daha iyi bir analiz yapmak için, spektral imzalardan yararlanarak kullanılması gereken spektral bantları belirlemektedirler.
2.2.3.6 Dijital Görüntü
Uzaktan Algılama görüntüleri dijital formlarda kayıt edilir ve bilgisayarlar tarafından görüntüye dönüştürülmek üzere işlenir. Bir uzaktan algılama sisteminde algılayıcı enerjiyi (ışığı) algılar, ölçer ve miktarını bilgisayarın okuyabileceği bir sayıya çevirir. Yörüngedeki uzay aracı bu kodları sinyaller ile yeryüzündeki uydu yer istasyonuna gönderir.
Bu sinyaller alınarak sayı dizilerine çevrilir, sıra ve sütunlar bir gri değerine denk gelen sayı ile ifade edilir ve bir dijital görüntü oluştururlar. Kısaca, sayılar küçük resim elemanlarına çevrilirler ve bir araya geldiklerinde görüntünün tamamını oluştururlar. Dijital görüntüyü oluşturan resim elemanlarına piksel adı verilir. Her piksele ait olan ve temsil edilen alandan gelen ortalama ışınımı veren değer DN ile gösterilir. DN değerleri genellikle 0–255 arasındadır.
Fotoğraflar iki boyutlu bir film üzerine kaydedilmektedir. Görüntüler ise dijital formda kaydedilmektedir. Bütün fotoğraflar birer görüntüdür fakat bütün görüntüler fotoğraf değildir.
2.2.3.6.1 Dijital Görüntünün Özellikleri. — Dijital görüntüler raster formatındadır — Dijital görüntüler raster formatındadır
— Bir raster x ve y koordinatları ile tanımlı gridlerden oluşmaktadır. — Bu gridlerin her birine piksel adı verilmektedir.
— Her bir piksel numerik bir değere karşılık gelmektedir (dijital number, DN). — Piksel dijital değerleri 0 ile 255 gri renk tonuna (8 bit için) karşılık gelmektedir. 0 siyah, 255 beyaz renk tonuna karşılık gelmektedir.
— Tüm algılayıcılar binary ( ikili sistem, 20, 21, 23,.... ) sistemde çalışmaktadır.
Çözünürlük bir görüntüleme sisteminde kayıt edilen detayların ayırt edebile bilirlik ölçüsüdür. Uydu Görüntüleri için 4 farklı çözünürlük tanımlanmaktadır:
görüntüleme sisteminin radyometrik çözünürlüğü, enerji farklılıklarını ayırt edebilme yeteneğini gösterir. Bahsedilen enerji farklılıkları ayırt edilmesi mümkün olan gri tonu sayısına denk gelir.
Aynı bölgeye ait 2-bitlik bir görüntü ile 8-bitlik bir görüntü karşılaştırıldığında, radyometrik çözünürlükle ilişkili olarak detay ayırt etme seviyesindeki fark göze çarpmaktadır.
Diğer bir değişle Algılayıcı tarafından kaydedilen enerji miktarı, bilgisayarın okuyabileceği bir sayıya çevrilmektedir. Yörüngedeki uzay aracında sayıya çevrilen veriler, sinyaller ile yeryüzündeki istasyona gönderilir. Đstasyon tarafından alınan sinyaller sayı dizilerine çevrilir. Bilgisayar, dizinin sıralarını ve sütunlarını bir gri değere denk gelen sayı ile ifade eder. Böylece her sayı bir görüntü elemanına çevrilmektedir. Bu sayılar bir araya geldiklerinde görüntünün tamamını oluştururlar. Bu değerlerden oluşan görüntüye sayısal görüntü denilmektedir (Uhuzam, 2009).
Sayısal görüntüyü oluşturan en küçük görüntü elemanına karecik (piksel) denir. Her kareciğe ait olan ve temsil edilen alandan gelen ortalama ışınımı veren değer bir sayısal numara ile gösterilir (şekil 2.10).
Bir görüntüleme sisteminin, enerji farklılıklarını ayırt edebilme yeteneğini gösterir. Enerji farklılıkları ayırt edilmesi mümkün olan gri tonun sayısına denk gelir. Aynı alana ait 2 bitlik bir görüntü ile 8 bitlik bir görüntü karşılaştırıldığında, radyometrik çözünürlükle ilişkili olarak ayrıntı ayırt etme seviyesindeki fark göze çarptığı bilinmektedir (şekil 2.11). Sayısal numara değer aralığı algılayıcının radyometrik çözünürlüğüne göre değişmektedir. Eğer veri 8 bit (28=256) olursa sayısal numara değerleri 0 ile 255 arasındadır. Bilgisayar, 0 değerini anlamsız, 255 değerini aşırı doygun olarak tanımlanmakta ve bu iki değeri göz ardı etmektedir (Gürçay, 2007; Uhuzam, 2009).
Şekil 2.11 Đki farklı algılayıcının radyometrik çözünürlük farkı (Uhuzam, 2009)
Spektral Çözünürlük: Spektral çözünürlük algılayıcının duyarlı olduğu dalga
boyu aralıkları ile ilgilidir. Spektral çözünürlüğün iyi olması bir kanal yada bandın algıladığı dalga boyu aralığının küçük olduğunu gösterir.
Çok gelişmiş çoklu-spektral algılayıcılara hiperspektral algılayıcılar denilmektedir. Bu algılayıcılar elektromanyetik spektrumun görünür, yakın kızılötesi ve orta-kızılötesi bölgelerinde yüzlerce küçük spektral aralıkta algılama yapmaktadırlar.
Şekil 2.12 Multi-spektral görüntü verisi
Bir nesnenin birim yüzeyi başına ışıyan ışık akısına ışınırlık (radyans) denilmektedir. Gelen ışın ile giden ışın arasındaki enerji farkına yansıma denilmektedir. Yansıma yüzde cinsinden ifade edilir (Gürçay, 2007). Uzaktan algılama ile bu yansıma ölçülmektedir.
Spektral çözünürlük, algılayıcının elektromanyetik tayftaki dalga boyları arasında yapabileceği veri kaydının niteliğini belirtir (Gürçay, 2007; Uhuzam, 2009). Şekil 2.13’de, aynı dalga boyu aralığında A algılayıcısı 17 bantlı bir veri ve B algılayıcısı 4 bantlı bir veri elde ediyor. Buna göre; A algılayıcısının ürettiği verinin dalga boyu aralığı daha geniş olması nedeniyle diğerine göre daha fazla soğrulma ve yansıma bilgisine sahip olur. Sonuç olarak, aynı nesne hakkında daha fazla bilgi elde edilmiş olur.
Şekil 2.13 Đki farklı algılayıcının spektral çözünürlük farkı (USC RSL, 2009)
Uzaysal Çözünürlük: Bir görüntüde fark edilebilen küçük detay, algılayıcının
uzaysal çözünürlüğü ile ilgilidir ve görülebilen en küçük hedef boyutunu tanımlar. Ticari uydular bir metreden kilometrelere varan çözünürlükler sağlamaktadırlar. Sadece çok büyük nesnelerin görülebildiği görüntülerin çözünürlüğü düşük, küçük nesnelerin ayırt edilebildiği görüntüler ise yüksek çözünürlüklüdür.
Zamansal Çözünürlük: Zamansal çözünürlük bir uzaktan algılama sisteminin
aynı bölgeyi görüntüleme sıklığı ile ilgilidir. Bir bölgedeki spektral karakteristikler zamanla değişebilir ve çok-zamanlı görüntü setleri kullanılarak değişim analizi yapılabilmektedir.
Zamansal çözünürlük, görüntü alınan bir alandan algılayıcının tekrar görüntü alması için geçen süredir (Gürçay, 2007; Uhuzam, 2009). Aynı alandan 12 saatte bir geçen uydu, 16 günde bir geçen uyduya göre, o alandan daha sık bilgi toplar. Ne kadar sık bilgi toplanırsa o alandaki değişimler daha rahat gözlemlenir.
Spektroskopi bir katı, sıvı veya gazdan yayılan, yansıyan ve saçılan dalga boyunun bir fonksiyonu olarak ışığın incelenmesi olarak adlandırılmaktadır. Bir spektrometreyi tanımlamak için 4 genel parametreden bahsedilmektedir. Bunlar sırasıyla spektral aralık, spektral bant genişliği, spektral örnekleme ve sinyal/parazit oranı (S/N).
Spektral aralık, çözülmesi istenen bir problemde yeterli spektral soğurma yeteneğine sahip alanı örten bölüm olarak tanımlanabilmektedir. Genel olarak kullanımda olan ve her biri dedektör teknolojisi tarafından kontrol edilen spektral aralıklar sırasıyla; morötesi (UV) 0,001–0,4 µm., görünür 0,4–0,7 µm., yakın-kızılötesi (NIR) 0,7–3,0 µm., orta-yakın-kızılötesi (MIR) 3,0–30 µm. ve uzak yakın-kızılötesi 30 µm.-1mm. bölgelerdir.
Yaklaşık olarak 0,4–1,0 µm. dalga boyu aralığı, uzaktan algılama literatüründe görünür-yakın-kızılötesi (VNIR, visible–near–infrared) ve 1,0–2,5 µm. aralığı ise kısa-dalga–kızılötesi (SWIR short–wave infrared) olarak da bilinmektedir. Yalnız bu terimler uzaktan algılama dışında tanınan standart terimler değildir. Fizikte kabul gören yakın-kızılötesi (NIR) bölgeyle uyuşmayan VNIR bölge içindeki NIR’ dan dolayı VNIR ve SWIR terimlerinden kaçınılmaktadır. Orta-kızılötesi bölge ise yaklaşık 2,5 ile 3 µm.’den başlayıp 10 µm. civarında pik veren termal bölgeye dahil olup bu pikin ötesinde azalarak gri-cisim emisyonuyla kontrol edilen bir şekle sahiptir.
Spektral bant aralığı, spektrometrede tekil spektral kanalın genişliğidir. Spektral bant genişliği ne kadar dar olursa spektrometrenin de soğurma özelliği o derece dar olacak ve böylece komşu spektral örneklemler sağlandığında da en hassas ölçüm yapılabilecektir. Bazı sistemler birbiriyle komşu olmayan birkaç tane geniş bant aralığına sahip olduğunda spektrometreler tarafından yeterince ölçümler yapılamaz.
Bant geçiş profilinin şekli her zaman önemlidir. Đdeal olarak her spektrometre, kanalı verilen dar bir dalga boyu aralığı hariç burada karşıtlık yaratmaması amacıyla girilmeyecek olan optik etkilerden dolayı gelen tüm ışığı reddeder. Spektrometrelerdeki en genel bant geçiş şekli Gaussian profildir. Ayrıntılı spektrometre tasarımları iyi tanımlanmış teorik bant geçiş profillerine sahipken optik sistemdeki hatalar genellikle Gaussian bir şekle gösterirler. Bant geçişinin genişliği genellikle fonksiyonun %50 karşılığındaki dalga boyunun genişliği (Full Width at Half Maximum -FWHM) olarak da bilinmektedir.
Spektral örnekleme, dalgaboyunun bir fonksiyonu olarak spektrometredeki her bir kanal için spektral bant geçiş profili arasındaki dalga boyu aralığıdır. Spektral örnekleme sık sık bant geçişiyle karıştırılır ve ikisi de çözünürlük olarak adlandırılmaktadır. Teorik bilgiler bize iki spektral özelliği çözmek için iki örneğe sahip olmamız gerektiğini ifade etmektedir. Bundan başka örneklemeler hakkında önyargıya varmamak amacıyla örneklerin yeterli derecede pik ve çukurluklara sahip olması gerekmektedir. Mineral veya kayaç haritalaması uygulamalarında daha çok çukurlukların karşılık geldiği dalga boyu değerleri dikkate alınır. Son olarak, spektrometre spektrumdaki detayları kaydetmek için yeterli doğrulukta ölçüm yapmalıdır. Sinyal/parazit oranı (signal-to-noise ratio -S/N) çalışılan spektral özelliğin gücüne bağlı olmaktadır. S/N dedektör duyarlılığı, spektral bant genişliği ve yüzeyden yansıyan veya yayılan ışığın şiddetine bağlıdır. Spektral özellikler yeterince güçlüyse ve sinyal/parazit oranı en az 10 civarındaysa cismi tanımlamak mümkün olabilir (Swayze vd., 1997)
Hiperspektral görüntüleme, günümüzde yüzey örtü tiplerinin sağlıklı belirlenmesi açısından uzaktan algılamanın geldiği son noktadır denilebilir. Hiper sözcüğü aşırı, üst, öte, fazla anlamına gelir. Spektral ise anlam itibariyle bir spektrumu tanımlar. Bir anlamda herhangi bir cismin dalga boyu-yansıma eğrisi olarak da bilinir. Hiperspektral bantlar genelde nanometre (1nm. = 10–9 m.) seviyesinde ölçülür. Bu tip görüntüler yeryüzüne özgü malzeme tipinin ortaya çıkarılması açısından pankromatik ve multispektral görüntülere oranla üstünlük sunar. Hiperspektral uzaktan algılama, görüntüleme spektroskopisi olarak da bilinir.
elde edilmekte ve bunun sonucunda bir ayrışım sağlanmaktadır. Hiperspektral algılayıcılar yardımıyla dar bantlı ve sürekli aralıklandırılmış yüzlerce spektral bantta veri toplanabilmektedir.
Farklı cisimler, farklı dalga boylarında farklı yansıma özellikleri gösterirler. Bu özellik sayesinde cisimler birbirinden ayırt edilebilmektedir. Hiperspektral görüntüleme sistemleri, görünür bölge, yakın kızılötesi ve orta kızılötesi bölgelerinde çok dar bant aralıklarında görüntüleme yapar ve görüş alanındaki her bir görüntü elemanı için sürekli bir yansıma spektrumu bilgisi elde eder. Hiperspektral sınıflandırma ve tanıma yöntemlerinin, jeoloji dışında savunma, madencilik, tarım ve çevre gibi alanlarda da uygulama alanlarına sahiptir.
Đnsan gözünün 580, 540 ve 450 nm. civarında merkezlenmiş üç geniş spektral bantta hassas olan üç (Rho, Gamma, Beta) algılayıcıları bulunmaktadır. Gözümüz 400 (mavi) ile 700 (kırmızı) nm arasından gelen görünür ışığı tespit edebilir. Renk algımız bu üç algılayıcının orantısal uyarılma kombinasyonları sayesinde belirlenmektedir. Görüntüleme spektroradyometreleri, genellikle dar spektral bantlarda hassas olan 100 den fazla algılayıcı içermektedir ve yalnız görünür ışığı (400–700 nm.) değil, yakın kızılötesi (700–1000 nm.) ve kısa dalga kızılötesi ışınımı da tespit edebilir.
Algılayıcı verileri yorumlanırken bazı tanımlara dikkat edilmelidir. Genellikle bant genişliği, spektral çözünürlük ve örnekleme aralığı için farklı tanımlar kullanılmaktadır. Örnekleme aralığı, spektrumdaki iki örnek noktası arasındaki genişlik olup algılayıcının spektral çözünürlüğünden bağımsızdır. Spektral çözünürlük, bir algılayıcının tek renkli kaynağa olan tepkisinin yarım maksimumdaki tüm genişliği (Full-Width Half-Maximum, FWHM) olarak da tanımlanmaktadır. Yarım maksimumdaki tüm genişlik (FWHM), algılayıcının tek renkli kaynağa olan spektral tepkisindeki en uç değerin yarısına denk gelen değerdeki genişlik olarak tanımlanmaktadır.
Gelen ışınlar, giriş noktasından geçtikleri yerde objektif lensinin görüntü düzlemine odaklanmaktadırlar (Şekil 2.14). Koşutlayıcı, gelen ışınları paralelleştirmektedir. Kırınım prizması ışınları farklı spektral bileşenlere ayrıştırmaktadır. Kamera lensi, ışınları odak düzlemindeki detektöre tekrar odaklar.
Şekil 2.14 Görüntüleme spektrometresinin optik sistemleri
Bir görüntüleme spektrometresi, genellikle, gelen ışığı farklı dalga boylarına ve whiskbroom veya pushbroom boyutlu algılayıcı dizilimine ayrıştıran bir prizma içerir (Şekil 2.15).
Şekil 2.15 Whiskbroom ve Pushbroom ilkeleri
Whiskbroom algılayıcı, bir yer hücre biriminin (ground cell) yansıyan güneş ışınırlığını farklı dalga boylarında saklar ve alttaki alanı dönen aynalar kullanarak yandan yana tarar (Şekil 2.16). Dönen aynalar, algılayıcıya gelen ışığı yönlendirmek için kullanılır. Her yer hücresinin, görüntü elde edilme süresi, verilen anlık görüş alanında (IFOV) çok kısa olmalıdır. Çünkü taranan hat tespit edilecek olan birçok yer hücresinden oluşmaktadır. Çok iyi bilinen whiskbroom görüntüleyicileri AVHRR, Landsat ve SeaWIFS ve HyMAP’ tır.
Pushbroom algılayıcıda ise, tarayıcı aynalar kullanmaz ve alttaki alandaki yansıyan güneş ışınırlığını iki boyutlu dizilim kullanarak, farklı dalga boyları için bir kerede tarar (Şekil 2.17). Toplam görüntü elemanı sayısı taranan alandaki yer hücre birimi sayısına eşittir. Uçağın veya uydunun hareketi, güzergâh yönünde tarama imkânı sağlar, böylece, hat frekansını tersi görüntü elemanı ışınlanma süresine eşittir. Daha çok sayıda bant kullanılırsa, daha sürekli bir yansıma spektrumu kaydedilebilecektir.
Pushbroom görüntüleme spektrometrelerinin birçok avantajı bulunmaktadır. Daha hafif, daha küçük ve daha az sayıda hareketli parçaları olduğu için daha az karmaşıktırlar. Daha uzun ışınlanma süresine (örneğin, verilen bir alan için bekleme süresi) bağlı olarak daha yüksek sinyal-parazit oranına sahiptirler. Ayrıca, daha iyi spektral ve yersel çözünürlüğe sahiptirler. Bir dezavantajları, ayar süresinin, yüksek sayıdaki bireysel detektör elemanına bağlı olarak uzun ve yoğun sürmesidir. Pushbroom algılayıcıya örnek olarak, CHRIS-Proba, CASI, ROSIS ve MERIS verilebilir.
Şekil 2.17 Pushbroom algılayıcısı
Işınımın detektöre ulaşması, algılayıcı maddesinde elektron çiftinin oluşmasına yol açar. Belirli bir işlem süresince, elektrot tüm serbest elektronları toplar. Bir yükselteç, elektron yükünü analog sinyale dönüştürür ve sinyalin gücünü yükseltir. Daha sonra, bir analog-sayısal dönüştürücü (ADC), analog sinyali ayrık tamsayılara (sayısal sayılara) dönüştürür. ADC, aletin dinamik değer aralığını belirler (örneğin 12-bit ADC 4096 sayısal sayılı bir dinamik değer aralığı sağlamaktadır). Son olarak, DN (sayısal numara) hard disk ya da kaset sürücüye kaydedilir.
2.3 Görüntü Elde Edilmesi
Renkler, üç ana rengin (kırmızı, yeşil, mavi) farklı oranlarda karıştırılması ile elde edilmektedir. Đnsan gözü sadece görünür bölgedeki dalga boylarını algılamaktadır. Optik görüntüler oluşturulurken, sırasıyla kırmızı yeşil ve mavi bantlara ait görüntüler bilgisayar ekranında görüntülendiğinde doğal renkli görüntü, diğer tüm
bant kombinasyonlarının görüntülenmesi durumunda ise yapay renkli görüntü elde edilmektedir.
Yapay görüntüler, özellikle insan gözünün duyarlı olmadığı bir spektral bölgedeki yansımaya ilişkin bilgi sağlayarak gözün algılamadığının görünür hale getirildiği görüntüler olup bazı uygulama alanları için büyük öneme sahiptirler. Görüntü iki şekilde elde edilmektedir;
1- Doğal renkli kompozit (TM bandları3, 2 ve 1) 2- Yapay renkli kompozit (TM bandları 4,3, ve 2)
Radar görüntüleri de siyah-beyaz görüntüler olup kırmızı mavi yeşil (RBG) kombinasyonunda çok-spektrumlu, çok-zamanlı ve çok-polarizasyonlu görüntülerin kullanılması ile renkli görüntü elde edilebilinmektedir.
2.3.1 Ön Đşleme Ve Düzeltmeler
Radyometrik düzeltme ve geometrik düzeltme olmak üzere iki başlıkta incelenmektedir.
2.3.1.1 Radyometrik Düzeltmeler
Radyometrik düzeltmeye 3 tür hata nedeni ile ihtiyaç duyulabilir:
(1) Algılayıcı Kaynaklı Hatalar: Bunlar sistematik hatalardır. Line drops radyometrik hatalara örnek olarak verilebilir.
(2) Güneş geliş açısından veya topografyadan kaynaklana gölge etkisi
(3) Atmosferik Şartlardan Kaynaklanan Hatalar: Sis ve bulut örnek olara verilebilir. Hedefin önünde yer alarak, yeryüzüne ait veriye sağlıklı bir şekilde ulaşmayı engellemektedir.
2.3.1.2 Geometrik Düzeltmeler
Geometrik düzeltme, ham görüntüdeki geometrik bozulma etkilerinin giderilmesi ve görüntünün yer kontrol noktaları kullanılarak tanımlı bir coğrafi koordinat sistemine oturtulması işlemidir.
Düzeltilecek görüntüdeki nokta koordinatları yer kontrol noktalarının koordinatları ile tanımlanırken (enlem, boylam gibi) yapılan işleme rektifikasyon, bu işlem iki görüntünün aynı noktalarını eşleştirme ya da bir görüntüyü diğerine göre düzeltme şeklinde yapılıyor ise geometrik kayıt denilmektedir.
2.3.2 Görüntü Zenginleştirme
Görüntüler pek çok histogram işlemleri ve filtreleme metotları ile zenginleştirilebilir.
Histogram: Histogram bir görüntüdeki yansıma değerlerinin grafik gösterimidir.
Grafikte, yansıma değerleri (genellikle 0–255) x-ekseni üzerinde ve bu değerlerin görüntüde tekrar etme sıklığı ise y-ekseninde görülmektedir.
Bir görüntünün belli dağılıma sahip yansıma değerleri üzerinde işlemler yapılarak görüntüde istenen özellikler daha belirgin hale getirilebilir.
Filtre kullanılarak görüntü zenginleştirilmesi de görüntü işleme fonksiyonlarının bir diğer çeşididir. Uzaysal filtreler bir görüntüdeki bazı nesneleri belirginleştirmek veya bastırmak amacıyla kullanılırlar.
Alçak geçirgen bir filtre büyük, benzer tonda homojen alanları belirginleştirmek ve çok küçük detayları azaltarak sadeleştirmek üzere kullanılır. Yüksek geçirgen filtreler ise küçük detayları keskinleştirmek ve mümkün olduğu kadar çok detayı
ortaya çıkarmak için kullanılır. Doğrusal filtreler veya kenar sağlama filtreleri, yolları ve alan sınırları gibi çizgisel yapıları vurgulamak için kullanılmaktadırlar.
2.3.3 Görüntü Dönüşümleri
Görüntü dönüşümleri, genellikle iki veya daha fazla görüntüden yararlanılarak ilgilenilen özelliklerin daha fazla ortaya çıktığı yeni bir görüntünün oluşturulması işlemidir. Temel görüntü dönüşümleri görüntüye uygulanan basit aritmetik işlemlerdir.
Örneğin, görüntü çıkarma işlemi genellikle farklı tarihlerde alınmış olan görüntülerin arasındaki farklılıkları bulmak için yapılan bir uygulamadır. Görüntü bölme veya orantılama işlemleri de sıkça kullanılan dönüşümlerdir.
2.3.4 Sınıflandırma
Sık kullanılan sınıflandırma prosedürleri kullanılan yönteme göre Kontrollü Sınıflandırma ve Kontrolsüz Sınıflandırma olmak üzere iki ana kısma ayrılmaktadır:
Kontrolsüz Sınıflandırma: Öncelikle spektral kümeler belirlenir. Bu tamamen
yansıma değerlerine dayalı sayısal bir işlem olarak yapılır. Daha sonra bu kümeler sınıf oluşturmak üzere kullanılır.
Kontrollü Sınıflandırma: Kontrollü Sınıflandırma işleminde, analist görüntüde
bilgi sahibi olduğu homojen örnek alanları tanımlar ve bu alanlar bilgisayar sınıflandırma algoritmasında eğitim alanları olarak temel alınarak sınıflandırma işlemi yapılır.
Veri entegrasyonu farklı kaynaklardan elde edilen bilgilerin daha iyi ve daha çok bilgi elde etmek üzere birleştirilmesidir. Bu kapsamda zamanlı, çok-çözünürlüklü, çok-algılayıcılı veri kombinasyonları kullanılabilir.
Bir uzaktan algılama veri setinin sınıflandırılmış harita formatında olan sonuçları, başka bir veri kaynağı olan Coğrafi Bilgi Sistemlerini (CBS) güncelleştirmede kullanılabilir. Farklı veri setlerini ve kaynaklarını bir arada kullanmak çok daha iyi sonuçlara ulaşmak için iyi bir yaklaşımdır.
Veri entegrasyonuna DEM ve DTM örnek verilebilir. DEM (Sayısal Yükseklik Modeli) ve DTM (Sayısal Arazi Modeli), yükseklik verisinin üzerine uzaktan algılama görüntüsünün giydirilmesi ile elde edilen 3 boyutlu perspektif görüntülerdir. DEM görüntülerinden yararlanılarak oluşturulan modeller ve simülasyonlar pek çok alanda kullanılmaktadır.
2.4 Uzaktan Algılamanın Kullanıldığı Alanlar
Uzaktan algılama, önceleri askeri amaçlarla kullanılmışsa da sonraları yavaş yavaş jeolojik, hidrolojik, madencilik, ormancılık, tarım çalışmaları, haritacılık, meteorolojik ve jeomorfolojik uygulamalar gibi sivil amaçlarla da kullanılmaya başlanmıştır. Uzaktan algılamanın kullanım alanları;
— Otoyol, devlet yolu, demiryolu ve boru hattı koridor seçimleri, sulama, baraj, madencilik ve ormancılık ön etüdlerinde,
— Stereo görüntülerden etüd haritaları ve 3 boyutlu sayısal arazi modellerinin hazırlanmasında,
— Deniz ve kıyı kirliliği etüdlerinde, uydu görüntülerinden işlenip uygun filtrelemeler uygulanarak kirlilik haritalarının yapımında,
— Orman kaynaklarının ön envanterlerinin yapımı ve haritalanmasında, ayrıca orman yangınlarının yaptığı hasarların tespitinde ve görüntülerin işlenmesi - haritalandırılmasında,
— Maden aramalarında, jeolojik etüdlerin yapımında, yer çalışmalarını süre ve maliyet açısından en aza indirmek amacıyla birçok çalışmalarda başarıyla kullanılmaktadır.
MADENCĐLĐKTE DOĞA ONARIM ÇALIŞMALARI
3.1 Doğa Onarım Kavramı
Çevre sorunlarının ana nedeni, dünyada var olan ekolojik dengenin çoğunlukla insanoğlu tarafından bozulmasıdır. Madencilik de dahil olmak üzere, bu bozulmada önemli rol oynayan tüm endüstriyel faaliyetler, çevre üzerinde geçici ve/veya kalıcı etkiye sahiptir. Hatalı alan kullanımlarından ve endüstriyel faaliyetlerden dolayı tahrip edilmiş bir alam çevresel açıdan stabil duruma getirmek, temiz bir çevrenin ve doğal kaynakların gelecek nesillere aktarılması için zorunludur. Ancak, tahrip edilmiş bir alanın kendi haline bırakıldığında ekolojik dengeye yeniden kavuşması ve kendi kendini onarması çok uzun yıllar alabilir. Uygun bir zaman süreci içinde bu alanların yeniden doğaya kazandırılması için insan yardımına gereksinim vardır. Dolayısıyla doğa onarımı, tahrip olmuş bir alana verimliliğinin ve ekolojik, ekonomik ve estetik değerlerinin yeniden kazandırılmasını hedefleyen çalışmaların bütünüdür.
Rekültivasyon (Reclamation): Ramani ve diğerleri (1990), ıslahı (reclamation),
madencilik faaliyeti yapılan alanın madencilik sonrası kullanımı için hazırlanmasına yönelik işlemler olarak ifade etmektedir. Islah ayrıca çevre duyarlılığı içinde maden alanının bir sonraki kullanımı için gerekli olan sediment ve erozyon kontrolü gibi çalışma aşamalarını da içerir. Yani ıslah, madenciliği tamamlayan, ona ilave tek bir aşama değil, madencilik planlarıyla eş zamanlı olarak başlatılan, maden çıkarma ve sonrasındaki safhalarda da devam eden bir dizi faaliyetten oluşmaktadır. Down ve Stocks’a göre (1977) Đngiliz terminolojisinde reklamasyon, madenciliği de içine alan endüstriyel bir kullanım sonrası terk edilen alanın yeniden yararlı hale getirilmesi olarak ifade edilmiştir. Kanada terminolojisinde ise reklamasyon, alanın doğal durumuna veya daha uygun kullanıma döndürülmesi olarak tanımlanmaktadır
